(57)【要約】【課題】微細な凹凸パターンを有する高密度の記録媒体、半導体、および磁気記録媒体を高いスループットで、かつ歩留まり良く製造すること。【解決手段】凹凸パターンが形成された凹凸形成領域を有する原盤５と、被転写基板１とを、中空円筒状の上型９と下型１０で構成される金型の一対のプレス面間に挟み、前記上型９と下型１０の中心部を加圧して前記原盤５と被転写基板１に圧力を印加することで、前記原盤５の凹凸パターンを前記被転写基板１の表面に転写する工程を備えた板状構造体の製造方法において、前記上型９および下型１０の内周部にかかる圧縮荷重を遮断して、当該圧縮荷重を前記上型９および下型１０の外周側へ分散させる。【選択図】      図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹凸パターンが形成された凹凸形成領域を有する原盤と、被転写基板とを、中空円筒状の上型と下型で構成される金型の一対のプレス面間に挟み、前記上型と下型の中心部を加圧して前記原盤と被転写基板に圧力を印加することで、前記原盤の凹凸パターンを前記被転写基板の表面に転写する工程を備えた板状構造体の製造方法において、
前記上型および下型の内周部にかかる圧縮荷重を遮断して、当該圧縮荷重を前記上型および下型の外周側へ分散させることを特徴とする板状構造体の製造方法。
【請求項２】
凹凸パターンが形成された凹凸形成領域を有する原盤と、被転写基板とを、上型と下型で構成される金型の一対のプレス面間に挟み、前記原盤と被転写基板に圧力を印加することで、前記原盤の凹凸パターンを前記被転写基板の表面に転写する工程を備えた板状構造体の製造方法において、
前記上型および前記下型の外周部にかかる圧縮荷重を中心軸側へ分散させることを特徴とする板状構造体の製造方法。
【請求項３】
前記上型および下型の少なくとも一方のプレス面は、
前記上型および下型から印加される圧力により、前記プレス面と平行な方向に伸張もしくは縮小して、前記原盤と被転写基板の変形を吸収し、
さらに前記原盤もしくは被転写基板に倣って変形して、前記原盤もしくは被転写基板に対して前記圧力を均一に付与することを特徴とする請求項１または２に記載の板状構造体の製造方法。
【請求項４】
前記被転写基板は、その表面にレジスト材料からなる被転写層を持っており、
前記被転写層の１気圧におけるガラス転移温度よりも低い温度において、前記凹凸パターンの転写が行われることを特徴とする請求項１または２に記載の板状構造体の製造方法。
【請求項５】
前記原盤および被転写基板は、金属、合金、金属酸化物、無機材料、セラミック材料、半導体、及びガラスの少なくとも１つを含む化合物または混合物で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の板状構造体の製造方法。
【請求項６】
前記上型および下型の少なくとも一方のプレス面は、
前記上型および下型から印加される圧力により、前記プレス面と平行な面方向に伸張もしくは縮小して、前記原盤および被転写基板の変形を吸収するバッファ層と、
前記バッファ層の原盤側もしくは被転写基板側の面に設けられ、前記バッファ層を介して受ける圧力により、前記原盤もしくは被転写基板に倣って変形する板体とを具備することを特徴とする請求項１または２に記載の板状構造体の製造方法。
【請求項７】
前記バッファ層の材質は、プラスチックス材、ゴム材、及びポリエチレンテレフタレート樹脂材のいずれか１つであることを特徴とする請求項６記載の板状構造体の製造方法。
【請求項８】
前記被転写基板は、ハードディスクドライブに搭載される基板であって、
前記基板の表面への凹凸パターンの転写は、前記基板にサーボパターンを形成するために行われることを特徴とする請求項１に記載の板状構造体の製造方法。
【請求項９】
前記被転写基板は、半導体ウエハであって、前記半導体ウエハへの凹凸パターンの転写が行われることを特徴とする請求項１に記載の板状構造体の製造方法。
【請求項１０】
凹凸パターンが形成された凹凸形成領域を有する原盤と、被転写基板とを、中空円筒状の上型と下型で構成される金型の一対のプレス面間に挟み、前記原盤と被転写基板に圧力を印加することで、前記原盤の凹凸パターンを前記被転写基板の表面に転写する板状構造体の製造装置において、
前記上型および下型の内周面に設けられ、前記上型および下型の内周部に集中する圧縮荷重を遮断して、当該圧縮荷重を前記上型および下型の外周側へ分散させる溝を備えていることを特徴とする板状構造体の製造装置。
【請求項１１】
凹凸パターンが形成された凹凸形成領域を有する原盤と、被転写基板とを、上型と下型で構成される金型の一対のプレス面間に挟み、前記原盤と被転写基板に圧力を印加することで、前記原盤の凹凸パターンを前記被転写基板の表面に転写する板状構造体の製造装置において、
前記上型および下型の外周面に設けられ、前記上型および下型の外周部に集中する圧縮荷重を前記上型および下型の中心軸側へ分散させる溝を備えていることを特徴とする板状構造体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスク等の記録媒体、半導体、あるいは磁気転写ディスク等の板状構造体の製造方法および製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パソコン等の情報機器の飛躍的な機能向上により、ユーザが扱う情報量は著しく増大している。このような状況下で、これまでよりも飛躍的に記録密度が高い情報記録再生装置や集積度が高い半導体装置への期待が高まっている。
【０００３】
記録媒体の記録密度を向上させるためには、より微細な加工技術が必要である。露光プロセスを用いた従来のフォトリソグラフィー技術は、一度に大面積の微細加工が可能であるが、光の波長以下の分解能を持っていない。そのため、従来のフォトリソフラフィー技術では、２００ｎｍ以下の微細構造を形成することが困難である。
【０００４】
２００ｎｍレベル以下の加工技術としては、電子線リソグラフィーや集束イオンビームリソグラフィー等の手法がある。しかしながら、これらの手法には、スループットが悪いという問題がある。
【０００５】
光の波長以下の微細構造を高スループットで作製する手法としては、１９９５年にＳ．Ｙ．Ｃｈｏｕらにより提案された「ナノインプリントリソグラフィー（ＮＩＬ）技術」がある（例えば、非特許文献１を参照。）。
【０００６】
ナノインプリントリソグラフィー技術は、電子線リソグラフィー等により微細な凹凸パターンが形成された原盤を、レジストが塗布された基板に押し付けて、原盤の凹凸パターンを基板のレジスト膜に転写する手法である。
【０００７】
この手法を用いれば、１平方インチ以上の領域に対する処理時間が電子線リソグラフィーや集束イオンビームリソグラフィーよりも飛躍的に短くなる。
【０００８】
ナノインプリントリソグラフィーの各工程は次の通りである。
【０００９】
（１）シリコン基板等の被転写基板上にＰＭＭＡ等のレジストが塗布される。
【００１０】
（２）減圧雰囲気下で被転写基板に原盤が押し付けられる。このときの圧力は、１００気圧程度である。
【００１１】
（３）レジスト膜が形成された被転写基板がレジストのガラス転移温度以上に加熱される。
【００１２】
（４）所定時間経過後、原盤および被転写基板が室温まで冷却される。
【００１３】
（５）被転写基板から原盤が剥がされる。
【００１４】
（６）レジスト膜に凹凸が転写される。
【００１５】
前記工程のうち、被転写基板をレジストのガラス転移温度以上に加熱する工程（３）は、レジストを軟化させて、低い圧力でも凹凸転写を可能とするために必要な工程であるが、被転写基板の加熱と冷却に時間がかかるため、スループットを低下させる要因となる。さらに、レジストが軟化すると、レジスト基板から原盤を剥がすときに、レジスト膜の一部が原盤に付着して、基板から剥がれてしまうことがある。
【００１６】
また、これらの工程は、減圧雰囲気下で行われる。これは、原盤と被転写基板との間に気泡が存在することによる局所的な転写不能を防ぐためである。しかしながら、減圧雰囲気の形成は、ポンプ等による脱気に時間がかかるため、スループットを低下させる要因となる。
【００１７】
また、概ね１平方インチ以上の広い領域に原盤の凹凸パターンを均一に転写する場合、原盤表面と被転写基板表面との高い平行度が要求される。必要な平行度が得られたとしても、大面積に対して均一に荷重を分散させることは非常に困難である。
【００１８】
以上のように、ナノインプリントリソフラフィー技術は、光の波長以下の微細構造を形成するのに適しており、電子線リソグラフィーや集束イオンビームによる描画プロセスと比較して、極めて高いスループットでの微細構造の形成を可能とする。
【００１９】
しかしながら、ナノインプリントリソグラフィー技術には、基板の加熱と冷却にかかる時間により、スループットに悪影響が及ぶこと、膜がはがれる恐れがあること、脱気にかかる時間により、スループットに悪影響が及ぶこと、原盤表面と被転写基板表面の平行度の確保および原盤と被転写基板に均一荷重の印加が困難であること、などの問題がある。
【００２０】
そこで、前記問題を解決することを目的として、本願出願人は、先に、常温インプリント技術を提案している（例えば、特許文献１を参照。）。
【００２１】
常温インプリント技術は、大気圧下で、凹凸パターンが形成された凹凸形成領域を有する原盤と、レジストが塗布された被転写基板とを、一対のプレス面の間に挟み込み、これら原盤と被転写基板に極めて高い圧力を印加することで、原盤の凹凸パターンを被転写基板のレジスト膜に転写する手法である。
【００２２】
この手法を用いれば、被転写基板に対して、原盤の余白部分を除く凹凸形成領域が均一な圧力で押し付けられる。したがって、２００ｎｍあるいはそれ以下の微細な凹凸パターンが被転写基板の大面積に亘って均一に転写される。しかも、高いスループットが実現される。
【００２３】
また、大気圧下であっても、原盤と被転写基板に印加される圧力が５００気圧以上になると、圧縮された気泡が保護層として作用するため、原盤と被転写基板とが確実かつ容易に分離されて、膜のはがれなどの問題が解消される。
【００２４】
さらに、原盤と被転写基板に圧力が印加されるときに、その周囲の雰囲気が被転写基板のレジストのガラス転移温度より低い温度に設定されていれば、膜のはがれなどの問題も抑制される。
【００２５】
以上のように、常温インプリント技術によれば、Ｓ．Ｙ．Ｃｈｏｕらにより提案された「ナノインプリントリソグラフィー（ＮＩＬ）技術」の欠点が克服される。しかしながら、常温インプリント技術には、次のような問題点がある。
【００２６】
第１の問題点は、圧力が５００気圧以上になると、金型の弾性変形により片当り現象が発生し、原盤と被転写基板が均一な圧力で加圧されなくなることである。
【００２７】
図２３は、常温インプリント技術のプレス工程で使用されるプレス機の一部を切断して示す斜視図である。
【００２８】
図２３において、１０１は原盤、１０２は被転写基板、１０３は上側の金型（以下、「上型」と記する）、１０４は上台、１０５は下側の金型（以下、「下型」と記する）、１０６は下台である。
【００２９】
上台１０４は、円盤状の大径部１０４ａと、大径部１０４ａの下面に前記大径部１０４ａと同心状に形成された円盤状の小径部１０４ｂとから構成される。上型１０３はドーナツ状をしており、前記小径部１０４ｂの中央部に埋め込まれている。
【００３０】
また、下台１０６は、円盤状の大径部１０６ａと、大径部１０６ａの上面に前記大径部１０６ａと同心状に形成された円盤状の小径部１０６ｂとから構成される。小径部１０６ｂの上面中央部には、原盤１０１および被転写基板１０２の中心孔を貫通する円柱状の突起１０６ｃが上方に向かって形成されている。なお、突起１０６ｃの外径は、上型１０３の中心孔の内径よりも僅かに小さい。下型１０５はドーナツ状をしており、前記突起１０６ｃの周囲に埋め込まれている。
【００３１】
図２４は、常温インプリント技術のプレス工程で使用されるプレス機を用いて、原盤および被転写基板を１０００気圧で加圧したときの圧力分布を示すグラフである。
【００３２】
図２４を見ると、約２０％の圧力差があることがわかる。これは、原盤と被転写基板が均一な圧力で加圧されていないことを示している。
【００３３】
第２の問題点は、原盤と被転写基板の相対的な位置ずれである。
【００３４】
図２５Ａは、常温インプリント技術のプレス工程前の原盤と被転写基板を示す断面図、図２５Ｂは、常温インプリント技術のプレス工程中の原盤と被転写基板を示す断面図である。
【００３５】
前述のように、常温インプリント技術では、原盤と被転写基板が５００気圧以上の高い圧力で加圧される。そのため、これら原盤と被転写基板は、縦方向（圧力を印加する方向）に大きく縮み、横方向（縦方向と直交する方向）に大きく伸びることになる。
【００３６】
なお、縦方向に縮んだ量と横方向に伸びた量の比はポアソン比と呼ばれ、物質固有の値である。原盤と被転写基板の横方向に対する伸び量は、圧縮応力とポアソン比に比例し、縦弾性係数に反比例する。
【００３７】
例えば、ニッケルは、縦弾性係数が１．９９５×１０１１Ｐａであり、ポアソン比が０．３１である。また、ガラスは、縦弾性係数が７．２００×１０１０Ｐａであり、ポアソン比が０．３０である。
【００３８】
したがって、原盤１０１の材質がニッケルであり、被転写基板１０２の材質がガラスでる場合、原盤１０１と被転写基板１０２の縦弾性係数が大きく異なることになり、原盤１０１と被転写基板１０２の相対的な位置ずれは避けられない。
【００３９】
ところで、上型１０３、下型１０５、原盤１０１、被転写基板１０２には、摩擦力が作用している。そのため、圧力分布が均一ならば、これらの摩擦力が、横方向に伸びようとする力を上回り、原盤１０１と被転写基板１０２の間にずれは生じない。しかしながら、前述のように、常温インプリント技術では、圧力分布が不均一となるため、原盤１０１と被転写基板１０２の間にずれが発生する。
【００４０】
図２６は、常温インプリント技術が使用された場合の原盤と被転写基板との相対的なずれ量を示すグラフである。なお、図２６において、ａは常温インプリント技術によるずれ量を示し、ｂはずれ量が０であるラインを示している。
【００４１】
図２６を見ると、原盤と被転写基板との間には、約２０ｎｍのずれ量が発生していることがわかる。２００ｎｍ以下のパターニングを目指すならば、これは許されないずれ量である。
【特許文献１】特許文献１を参照。特開２００３−１５７５２０号公報を参照。
【非特許文献１】Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．；  Ｖｏｌ．７６  （１９９５）  Ｐ３１１４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４２】
本発明は、ナノインプリントリソグラフィー技術が有する以下の（１）〜（５）の課題と、常温大気圧下インプリント技術が有する以下の（６）〜（７）の課題を解決することを目的としている。
【００４３】
（１）基板の加熱と冷却に時間がかかり、スループットが低下すること。
【００４４】
（２）被転写基板から原盤を剥がすときに、被転写基板からレジスト膜が剥がれること。
【００４５】
（３）脱気に時間がかかり、スループットが低下すること。
【００４６】
（４）原盤表面と基板表面の平行度の確保、および原盤と被転写基板に圧力を均一に印加するのが困難であること。
【００４７】
（５）熱膨張率の違いにより加熱時や冷却時に原盤と被転写基板が相対的にずれること。
【００４８】
（６）被転写基板に圧力が均一に作用しないこと。
【００４９】
（７）材質の違いにより原盤と被転写基板が相対的にずれること。
【課題を解決するための手段】
【００５０】
前記目的を達成するために、本発明の板状構造体の製造方法および製造装置は、以下のように構成されている。
【００５１】
（１）凹凸パターンが形成された凹凸形成領域を有する原盤と、被転写基板とを、中空円筒状の上型と下型で構成される金型の一対のプレス面間に挟み、前記上型と下型の中心部を加圧して前記原盤と被転写基板に圧力を印加することで、前記原盤の凹凸パターンを前記被転写基板の表面に転写する工程を備えた板状構造体の製造方法において、前記上型および下型の内周部にかかる圧縮荷重を遮断して、当該圧縮荷重を前記上型および下型の外周側へ分散させる。
【００５２】
（２）凹凸パターンが形成された凹凸形成領域を有する原盤と、被転写基板とを、上型と下型で構成される金型の一対のプレス面間に挟み、前記原盤と被転写基板に圧力を印加することで、前記原盤の凹凸パターンを前記被転写基板の表面に転写する工程を備えた板状構造体の製造方法において、前記上型および前記下型の外周部にかかる圧縮荷重を中心軸側へ分散させる。
【００５３】
（３）（１）または（２）に記載された板状構造体の製造方法において、前記上型および下型の少なくとも一方のプレス面は、前記上型および下型から印加される圧力により、前記プレス面と平行な方向に伸張もしくは縮小して、前記原盤と被転写基板の変形を吸収し、さらに前記原盤もしくは被転写基板に倣って変形して、前記原盤もしくは被転写基板に対して前記圧力を均一に付与する。
【００５４】
（４）（１）または（２）に記載された板状構造体の製造方法において、前記被転写基板は、その表面にレジスト材料からなる被転写層を持っており、前記被転写層の１気圧におけるガラス転移温度よりも低い温度において、前記凹凸パターンの転写が行われる。
【００５５】
（５）（１）または（２）に記載された板状構造体の製造方法において、前記原盤および被転写基板は、金属、合金、金属酸化物、無機材料、セラミック材料、半導体、及びガラスの少なくとも１つを含む化合物または混合物で構成されている。
【００５６】
（６）（１）または（２）に記載された板状構造体の製造方法において、前記上型および下型の少なくとも一方のプレス面は、前記上型および下型から印加される圧力により、前記プレス面と平行な面方向に伸張もしくは縮小して、前記原盤および被転写基板の変形を吸収するバッファ層と、前記バッファ層の原盤側もしくは被転写基板側の面に設けられ、前記バッファ層を介して受ける圧力により、前記原盤もしくは被転写基板に倣って変形する板体とを具備する。
【００５７】
（７）（６）に記載された板状構造体の製造方法において、前記バッファ層の材質は、プラスチックス材、ゴム材、及びポリエチレンテレフタレート樹脂材のいずれか１つである。
【００５８】
（８）（１）に記載された板状構造体の製造方法において、前記被転写基板は、ハードディスクドライブに搭載される基板であって、前記基板の表面への凹凸パターンの転写は、前記基板にサーボパターンを形成するために行われる。
【００５９】
（９）（１）に記載された板状構造体の製造方法において、前記被転写基板は、半導体ウエハであって、前記半導体ウエハへの凹凸パターンの転写が行われる。
【００６０】
（１０）凹凸パターンが形成された凹凸形成領域を有する原盤と、被転写基板とを、中空円筒状の上型と下型で構成される金型の一対のプレス面間に挟み、前記原盤と被転写基板に圧力を印加することで、前記原盤の凹凸パターンを前記被転写基板の表面に転写する板状構造体の製造装置において、前記上型および下型の内周面に設けられ、前記上型および下型の内周部に集中する圧縮荷重を遮断して、当該圧縮荷重を前記上型および下型の外周側へ分散させる溝を備えている。
【００６１】
（１１）凹凸パターンが形成された凹凸形成領域を有する原盤と、被転写基板とを、上型と下型で構成される金型の一対のプレス面間に挟み、前記原盤と被転写基板に圧力を印加することで、前記原盤の凹凸パターンを前記被転写基板の表面に転写する板状構造体の製造装置において、前記上型および下型の外周面に設けられ、前記上型および下型の外周部に集中する圧縮荷重を前記上型および下型の中心軸側へ分散させる溝を備えている。
【発明の効果】
【００６２】
本発明によれば、微細な凹凸パターンを有する高密度の記録媒体、半導体、および磁気記録媒体が高いスループットで、かつ歩留まり良く製造される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６３】
以下、図面を参照しながら、本発明の第１実施形態〜第５実施形態について詳細に説明する。
【００６４】
（第１実施形態）  
第１実施形態では、本発明のナノインプリントを用いて基板上に溝領域が形成される。そして、この溝領域に磁性材料を埋めることにより、記録トラック帯が作製される。ここで想定している板状構造体は、２．５インチハードディスクに内蔵される磁気ディスクである。
【００６５】
図１Ａ〜図１Ｆは、本発明の第１実施形態に係る磁気記録媒体（板状構造体）の製造工程の工程図であり、それぞれ各工程におけるワークの断面模式図を示している。  
まず、図１Ａに示す被転写基板１が作製される。具体的には、ガラスディスク基板２上に、ルテニウム合金からなる軟磁性層と、コバルト合金からなる記録層を備えた垂直記録型の磁性膜とがスパッタ法により成膜される。ここで使用されるガラスディスク基板２は、中心軸に沿って中空部が形成された直径６５ｍｍの中空円板状のものである。なお、以下の説明において、「磁性膜３」は、これら軟磁性層と磁性膜を示している。そして、この磁性膜３上にノボラックタイプのレジスト膜（被転写層）４がスピンコートにより１００ｎｍの厚さで成膜される。
【００６６】
次に、図１Ｂに示すように、レジスト膜４に原盤５が押し付けられ、レジスト膜４の表面に原盤５の凹凸パターンが転写される。なお、原盤５は、後述するように、複数の凹凸パターンが形成された凹凸形成領域５ａを備えている。この工程がナノインプリント工程である。
【００６７】
次に、図１Ｃに示すように、被転写基板１から原盤５が剥がされる。すると、ナノインプリント後の被転写基板１のレジスト膜４の表面には、原盤５の凹凸パターンに対応した凹凸パターンが形成されている。
【００６８】
次に、図１Ｄに示すように、レジスト膜４の残渣がエッチング（ＲＩＥ）で除去される。
【００６９】
次に、図１Ｅに示すように、被転写基板１のレジスト膜４および磁性膜３側にアルゴンイオンミリング処理が行われ、磁性膜３がエッチングされる。このとき、レジスト膜４の溝に対応する部分では、前記ミリング処理により磁性膜３が除去される。また、レジスト膜４の溝以外の部分では、前記ミリング処理によりレジスト膜４の一部がエッチングされる。しかしながら、このエッチングは、磁性膜３までは届かない。したがって、パターン化磁性体３ａは残留する。
【００７０】
こうして得られたワークは、図１Ｆに示すように、酸素アッシング処理されて、残存レジストが取り除かれる。これにより、ガラスディスク基板２上にパターン化磁性体３ａを備えた記録トラック帯が形成される。以上で、ディスク状の磁気記録媒体Ｄが完成する。
【００７１】
被転写基板１の基板材料としては、作製される高密度記録媒体に適合したものが望ましい。例えば、金属、合金、金属酸化物、無機材料、セラミック材料、半導体、ガラス、もしくは、これらの材料を少なくとも二つ含む化合物や混合物等が用いられる。
【００７２】
レジスト膜４のレジスト材料としては、作製される高密度記録媒体に応じて、ナノインプリント工程後に行われるエッチングなどのプロセス工程に適合するものが望ましい。例えば半導体プロセスに用いられる一般的なレジスト材料や高分子材料などが用いられる。
【００７３】
さらに、レジスト膜４は、ナノインプリントにより原盤５の凹凸パターンが確実に転写される必要がある。そのため、レジスト材料としては、原盤５の材料よりも軟らかい材料であることが望ましい。
【００７４】
また、室温で転写された凹凸パターンがナノインプリント工程後でも維持される安定性のあるものが好ましい。すなわち、レジスト材料のガラス転移温度および融点が室温以上であることが望ましい。さらに、５００気圧以上の荷重であっても、原盤５の凹凸パターンが転写される程度の軟らかい材料が望ましい。
【００７５】
前記原盤５は、以下のようにして作製される。  
まず、ガラス原盤上に、電子線リソグラフィーを用いて、様々な形状の多数の溝構造が形成される。なお、これら溝構造は、幅が２００ｎｍ以下、間隔が２００ｎｍ以下、高さが２００ｎｍ以下である。
【００７６】
次に、このガラス原盤の表面に、めっき法を用いて、厚さ３００μｍのニッケル膜が形成される。その後、このニッケル膜は、ガラス原盤から剥がされ、切断される。これにより、幅が２００ｎｍ以下、間隔が２００ｎｍ以下、高さが２００ｎｍ以下の同心円状の凹凸パターンが形成された、直径が６５ｍｍ、厚さが３００μｍのニッケル製の原盤５が完成する。
【００７７】
原盤５の材料としては、原盤５の表面に設けられた凹凸パターンがナノインプリント時に変形しにくい材料であることが望ましい。例えば金属、合金、金属酸化物、無機材料、セラミック材料、半導体、ガラス、もしくはこれらの材料のうち少なくとも二つを含む化合物や混合物などが用いられる。
【００７８】
また、原盤５は、ナノインプリント時に、被転写基板１の表面の偶発的なうねりに合わせて変形することが望ましい。すなわち、原盤５は、前述した上型９と下型１０の材料より軟らかい材料で形成されていることがより望ましい。本発明者の検討によれば、原盤５の材料がニッケル（Ｎｉ）やアルミニウム（Ａｌ）等であるとき、良好な結果が得られことが判明している。また、原盤５の厚みが３００μｍ程度であるときに良好な結果が得られることも判明している。
【００７９】
原盤５の凹凸形成領域５ａに形成される凹凸パターンは、高密度記録媒体の作製に適合した２００ｎｍ以下の構造を持っている。この構造としては、幅が２００ｎｍ以下の溝構造、幅が２００ｎｍ以下の峰構造、直径が２００ｎｍ以下のドット構造、直径が２００ｎｍ以下の柱状構造、直径が２００ｎｍ以下の穴状構造などが用いられる。
【００８０】
また、凹凸パターンの深さは、ナノインプリント工程後に行われるエッチングなどの半導体プロセスに適した２００ｎｍ以下が好ましい。また、ナノインプリント工程後に原盤５から被転写基板１が剥がれ易いように、凹凸パターンの溝部は、被転写基板１に向かって拡大する１度以上６０度以下のテーパ構造になっていることが望ましい。さらに、磁性体が精度良く形成されるように、凹凸パターンの頭頂部と底部は、粗さが１０ｎｍ以下の平坦な構造であることが望ましい。
【００８１】
次に、ナノインプリンティング方法と製造装置について説明する。  
図２は同実施形態に係る製造装置の斜視図、図３は同実施形態に係る製造装置を図２とは別の方向から見た斜視図、図４は同実施形態に係る製造装置の要部を分解して示す斜視図である。
【００８２】
図２〜図４に示すように、この製造装置は、フリーシャンク６、上ダイセット７、上プレート８、上型９、下型１０、下プレート１１、下ダイセット１２、突起１３などを備え、上方から油圧プレス機械により加圧されるようになっている。なお、原盤５と被転写基板１の位置は入れ替え可能である。
【００８３】
上ダイセット７は、下ダイセット１２に対して複数本のガイド支柱１４を介して接離可能に組み合わされている。上プレート８は、上ダイセット７の下面に取り付けられ、上プレート８の下面には上型９が支持されている。また、下プレート１１は、下ダイセット１２の上面に取り付けられ、下ダイセット１２の上面には下型１０が支持されている。
【００８４】
突起１３は、油圧プレス機に固定される台１５の上面に設けられ、下ダイセット１２の下面中央部を支持している。なお、突起１３の上面の直径は、ワーク（原盤５および被転写基板１）の直径よりも小さい。
【００８５】
本発明における一対のプレス面は、上型９の下面と下型１０の上面とから構成され、原盤５および被転写基板１は、これらプレス面の間に挟まれて加圧される。
【００８６】
図５は同実施形態に係るフリーシャンク６の拡大図である。  
図５に示すように、このフリーシャンク６は、ほぼ円柱状をしており、主に、上部、中間部、及び下部から構成される。上部の上面は、球面状となっている。中間部には、全周に亘って溝６ｂが設けられている。下部の下面には、その中央部から軸部６ａが垂直に突出し、軸部６ａの外周部にはネジ山が設けられている。この軸部６ａは、上ダイセット７の上面に設けられたネジ孔に螺入されている。これにより、フリーシャンク６は、上ダイセット７に固定されている。  
なお、上ダイセット７の上面に接するフリーシャンク６の下面の直径は、ワークの直径より小さい。
【００８７】
図６は、同実施形態に係る製造装置をプレスするための一般的な油圧プレス機の正面図である。  
前述の製造装置は、例えば図６に示すような一般的な油圧プレス機に取り付けられて使用される。この油圧プレス機は、製造装置が取り付けられる位置の左側と右側に設けられた複数本のガイド棒１６と、これらガイド棒１６により案内されて上下動するステージ１７と、ステージ１７の下面に取り付けられたホルダー１８とを備えている。
【００８８】
フリーシャンク６の上部は、ホルダー１８に設けられた孔１８ａに挿入される。これにより、前記製造装置はホルダー１８に装着される。なお、フリーシャンク６は、ホルダー１８により中心軸を中心として回転可能に保持されている。
【００８９】
フリーシャンク６の上面中央部がホルダー１８により下方に押圧されると、製造装置の突起１３は、この力を受け止める。これにより、上型９と下型１０の間に挟まれたワークに圧力が伝達される。
【００９０】
次に、上型９と下型１０によりナノインプリント時に印加される圧力について説明する。  
本実施形態において、ナノインプリントは大気圧下で行われる。ナノインプリント時の圧力は、５００気圧以上に設定される。これにより、ナノインプリント時の温度をレジスト膜４のガラス転移温度以上に加熱する必要が無くなり、室温、あるいは加熱したとしても８０℃以下の温度でも、原盤５の凹凸パターンが被転写基板１に転写される。したがって、原盤５および被転写基板１の加熱と冷却にかかる時間が無くなり、あるいは大幅に減少するから、スループットが大幅に向上することになる。
【００９１】
さらに、ナノインプリント時の圧力が５００気圧以上に設定されると、原盤５と被転写基板１との間に残存する気泡は１／５００以下に圧縮される。そのため、気泡が原因で生じていた凹凸パターンの転写ミスは、実質的に解消されることになる。
【００９２】
また、被転写基板１から原盤５が剥がされるときは、ナノインプリント時に圧縮されていた気泡が再び元の体積に戻ろうとすることで、原盤５が被転写基板１から離間する方向に押されることになる。これにより、レジスト膜４が原盤５に付着して原盤５上に残存することが防止される。すなわち、高い圧力で圧縮されていた気泡が、原盤５と被転写基板１との間に、凹凸パターンを損なわない程度の薄い保護層として介在し、レジスト膜４のはがれを抑制する。
【００９３】
上型９と下型１０のプレス面は、高い平坦性を有していることが望ましい。すなわち、プレス面の表面粗さが、ナノインプリントが行われる原盤５および被転写基板１の近傍において、１０μｍ未満であることが好ましく、１μｍ未満であればさらに好ましい。
【００９４】
また、上型９と下型１０のプレス面は、高い平行度を有していることが好ましい。すなわち、原盤５や被転写基板１を挟んでいない状態で空押ししたときに、上型９のプレス面と下型１０のプレス面との空隙が１０μｍ未満であることが好ましく、１μｍ未満であればさらに好ましい。上型９と下型１０のプレス面が前記条件を満たしていれば、上型９と下型１０の片当たりに起因する不良の発生が抑制される。
【００９５】
なお、上型９と下型１０の材料としては、入手性の容易さやコスト等の点から、低炭素鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金、超硬合金等が用いられる。
【００９６】
次に、原盤５を被転写基板１に均一な圧力で加圧する方法を述べる。
【００９７】
図７は、同実施形態に係る２．５インチハードディスクを作製するための金型を分解して示す斜視図である。  
図７に示すように、上型９と下型１０の内周面には、それぞれ溝９ａ、１０ａが周方向に沿って形成されている。
【００９８】
図８は、同実施形態に係る金型に対する圧力の印加方法の説明図である。  
図８の矢印で示すように、圧力は、上型９と下型１０の中心部に集中して印加される。
【００９９】
次に、本実施形態における金型の構造的特徴を説明する。
【０１００】
上型９と下型１０は、例えば外径が６５ｍｍ、内径が２０ｍｍ、厚さが２５ｍｍの中空円筒体状に形成されている。下型１０の内周面には、下面から２ｍｍの位置に、高さ１ｍｍ、深さ１．８ｍｍの溝１０ａが設けられている。また、上型９の内周面には、上面から２ｍｍの位置に、高さ１ｍｍ、深さ１．８ｍｍの溝９ａが設けられている。上型９と下型１０の材質としては、低炭素鋼またはステンレス鋼が用いられる。
【０１０１】
原盤５、被転写基板１、上型９、及び下型１０の中空部は、これらの相対位置を決めるために設けられており、その内部には下プレート１１のピン１１ａが挿入される。原盤５、被転写基板１、上型９、及び下型１０の中空部の直径は、ピン１１ａの外径と同一であるべきである。しかしながら、ピン１１ａに対してスムーズな着脱が実現されるように、ピン１１ａの直径は前記中空部より若干（例えば５〜２０μｍ）大きく設定されている。これにより、原盤５、被転写基板１、上型９、及び下型１０の内周面と下プレート１１のピン１１ａの外周面との間には隙間が形成される。
【０１０２】
また、上型９と下型１０の外径は、原盤５または被転写基板１の外径より若干小さく設定されている。例えば、前記隙間が１０μｍである場合、上型９と下型１０の外径は、１０μｍに穴位置製作誤差を加えた値だけ小さく設定される。このようにすれば、局所的な応力集中が防止される。
【０１０３】
上型９と下型１０は、フリーシャンク６を介して油圧プレス機に取り付けられる。油圧プレス機による圧力は、フリーシャンク６および突起１３からなる圧力集中機構（圧力集中手段）Ｋにより、上型９と下型１０の中心側に集中する。なお、この圧力集中機構Ｋは、図２および図３に示されている。
【０１０４】
次に、上型９と下型１０に溝９ａ、１０ａが設けられている理由を説明する。  
図９Ａは同実施形態に係る製造装置に作用する縦方向に対する応力の分布図、図９Ｂは図９Ａの要部拡大図である。  
ここで想定している圧力は、１０８  Ｐａ（約１０００気圧）である。  
図９Ａに示すように、原盤５と被転写基板１に作用する応力は略均一となっている。これにより、両者は略均一な圧力でプレスされていることがわかる。
【０１０５】
油圧プレス機からの圧力は、フリーシャンク６と突起１３で構成される圧力集中機構Ｋにより、上ダイセット７と下ダイセット１２の中心に集中する。これにより、上型９では、内周部（Ａ部を参照）すなわち、中空部Ｈ側に圧縮荷重が集中することになる。
【０１０６】
したがって、溝９ａが無ければ、被転写基板１でも内周部に圧縮荷重が集中し、原盤５と被転写基板１の接触圧力は内周側が大きくなる。しかしながら、本実施形態では、Ａ部に溝９ａが設けられている。そのため、上型９の内周部に集中した力は、この溝９ａにより遮断され、上型９の外周側に分散される。溝の位置と深さが適切であれば、原盤５と被転写基板１の間の圧力分布は略均一となる。なお、下型１０に設けられた溝１０ａの効果は、前記上型９の溝９ａと同様であるため、省略することにする。
【０１０７】
図１０は、同実施形態に係る原盤５と被転写基板１の間に発生する圧力分布を示すグラフである。なお、図１０において、ａは本発明による圧力分布を示し、ｂは従来技術による圧力分布を示している。
【０１０８】
図１０に示すように、本発明の手法では、周縁部を除く領域での圧力差が約１％である。一方、従来の手法では、周縁部を除く領域での圧力差が約２０％である。
【０１０９】
図１１は、同実施形態に係る原盤５と被転写基板１の間の相対的なずれ量を示すグラフである。なお、図１１において、ａは本発明によるずれ量を示し、ｂは従来技術によるずれ量を示し、ｃはずれ量が０であるラインを示している。
【０１１０】
図１１に示すように、圧力分布が均一化すると、ずれ量が１ｎｍ以下となることがわかる。このように、本発明では、ずれ量が殆んどゼロとなるので、１０ｎｍ程度のパターニングも実現可能である。
【０１１１】
次に、圧力を一旦金型の中心側に集中させる理由と効果を説明する。  
金型における圧力を授受する部分が平面同士であるとき、考えられる接触状態には、（１）平面と平面が端の方で接触し、圧力が平面の端の方で授受されている場合、（２）平面と平面が中央で接触し、圧力が平面の中央で授受されている場合、（３）圧力が平面全体に分散している場合、（４）平面と平面の間に小さなゴミがあり、圧力がゴミの部分で集中的に授受されている場合などがある。
【０１１２】
しかしながら、接触状態が（１）〜（４）のどの状態になっているかは、見ただけではわからないため、その特定は非常に難しい。また、接触状態がどの状態となるかは、プレス機の構造にも依存する。したがって、圧力の授受が平面間の接触で行われる場合、圧力分布が不安定になる。
【０１１３】
しかしながら、一旦圧力が金型の中心側に集中すれば、この不安定さが解消されることになる。本発明では、フリーシャンク６と突起１３で構成される圧力集中機構Ｋの使用により、圧力が一旦金型の中空部Ｈ側、すなわち金型の内周部に集中するようになっている。
【０１１４】
この製造装置を用いて作製されたディスク状の磁気記録媒体は、ナノインプリント時に転写された位置決めパターンに基づいてエアスピンドルモータに固定される。そして、これら磁気記録媒体とエアスピンドルモータは、通常のＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）の製造工程を経ることで、磁気記録装置となる。
【０１１５】
磁気記録媒体の記録トラック帯のサーボ信号記録領域に記録されたサーボ信号により、ＨＤＤの磁気ヘッドがデータ信号記録領域を確実に走査することで、データ信号の記録および再生が行われる。
【０１１６】
本実施形態によれば、板状構造体としての２．５インチのディスク基板の略全面に亘って、２００ｎｍ以下のピッチでパターニングされた磁気記録層が確実かつ容易に形成される。これにより、超高密度磁気記録システムが実現されると同時に、サーボパターンが形成される。なお、本実施形態では、板状構造体として、２．５インチのディスク基板が用いられているが、本発明は之に限定されるものではない。
【０１１７】
以上説明したように、本発明によれば、ナノインプリントの手法により２００ｎｍ以下の微細な凹凸パターンが、１平方インチ以上の大面積の領域に、高いスループットで精度良く作製されることになる。
【０１１８】
上記した実施形態においては、被転写基板としての板状構造体としてガラス基板が用いられているが、被転写基板はこれに限られるものではなく、微細パターンを形成したい板状部材の全てに適用可能である。たとえば、半導体材料からなる半導体ウエハにも適用可能である。半導体ウエハ表面に電子回路を形成する際、従来は露光工程と洗浄工程とエッチング工程とを組み合わせたＰＥＰと呼ばれるパターン形成手法が用いられていたが、レジストがスピンコートされた半導体ウエハに対して本方法を適用することにより、露光工程を経ることなく半導体ウエハ表面に微細形状を有するレジストパターンを形成することが可能となる。これにより、高価で複雑な構成を有する露光装置を使用する必要が無くなり、光の回折限界を考慮することなく微細パターンを形成することを可能とする。
【０１１９】
したがって、高密度記録媒体や、これと同様の微細構造を有する半導体が高スループットで歩留まり良く製造される。
【０１２０】
（第２実施形態）  
第２実施形態では、ＭＤ等の相変化光記録媒体の試作例について説明する。  
図１２Ａ〜図１２Ｆは、本発明の第２実施形態に係る相変化光記録媒体の製造工程の工程図であり、それぞれ各工程におけるワークの断面図を示している。
【０１２１】
まず、図１２Ａに示す被転写基板２１が作製される。具体的には、直径２．５インチのガラスディスク基板２２上に、厚さ約３０ｎｍの白金（Ｐｔ）膜からなる反射膜２３と、厚さ約５０ｎｍの酸化アルミニウム（Ａｌ２  Ｏ３  ）膜からなるマトリックス層２４とが成膜される。そして、マトリックス層２４上にスピンコート法によりレジストが塗布されて、レジスト膜２５が成膜される。
【０１２２】
次に、図１２Ｂに示すように、第１実施形態と同じ方法で、レジスト膜２５の表面に原盤２６の凹凸パターンが転写される。この工程がナノインプリント工程である。なお、使用される原盤２６は、第１実施形態と同様の工程により作製される。ただし、この原盤２６は、直径が６５ｍｍ、厚さが３００μｍであり、その表面には、幅が５０ｎｍ、間隔５０ｎｍ、高さ１００ｎｍの同心円状の凹凸パターンが形成された凹凸形成領域２６ａを有している。
【０１２３】
次に、図１２Ｃに示すように、原盤２６から被転写基板２１が剥がされる。すると、ナノインプリント後の被転写基板２１のレジスト膜２５の表面には、原盤２６の凹凸パターンに対応して、幅５０ｎｍ、間隔５０ｎｍ、高さ１００ｎｍの同心円状の凹凸パターンが形成されている。
【０１２４】
次に、図１２Ｄに示すように、レジストパターンをマスクにして、マトリックス層２４がエッチングされる。これにより、マトリックス層２４には、溝構造が形成される。なお、レジスト膜２５は、エッチング後、除去される。
【０１２５】
次に、図１２Ｅに示すように、相変化材料として厚さ約３０ｎｍのインジウム・アンチモン・テルル（Ｉｎ−Ｓｂ−Ｔｅ）膜２７が成膜される。これにより、溝構造が覆われて、記録トラックが形成される。
【０１２６】
次に、図１２Ｆに示すように、被転写基板の全面にＳｉＯ２  膜２８が成膜される。これにより、マトリックス層２４とインジウム・アンチモン・テルル膜２７は、ＳｉＯ２  膜２８により保護される。なお、ＳｉＯ２  膜２８の表面は、その成膜後、平坦化される。
【０１２７】
本実施形態によれば、板状構造体としての２．５インチのディスク基板の略全面に亘って、ピッチ５０ｎｍでパターニングされた相変化記録媒体が形成されるから、超高密度の相変化光記録システムが実現する。なお、本実施形態では、板状構造体として、２．５インチのディスク基板が使用されているが、本発明は之に限定されるものではない。
【０１２８】
（第３実施形態）  
第３実施形態は、板状構造体として、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）用のガラス円盤が使用された例であり、磁気記録媒体を高いスループットで作製する磁気転写方式（例えば特開平７−７８３３７号公報）に適用される。
【０１２９】
磁気転写方式では、サーボ情報などの磁気信号が予め表面に記録されたマスターディスクが必要である。従来、このマスターディスクの作製は非常に困難であった。しかしながら、本発明を用いれば、前記磁気信号が転写された磁気転写マスターディスクが容易かつ安価に作製される。
【０１３０】
なお、磁気転写には、マスターディスクとスレーブディスクを正確な位置関係で密着させる工程があるが、第１、第２実施形態における製造装置を用いれば、これらのディスクに圧力が印加されたときに、ディスク間のズレ量が１ｎｍ以下で、かつディスク同士が完全に密着することになる。
【０１３１】
したがって、マスターディスクとスレーブディスクが一対のプレス面の間で加圧された状態下で、外部からバイアス磁界が加えられれば、マスターディスクの磁化情報がスレーブディスクの表面全体に亘って均一に転写されるので、磁気記録媒体が高スループットで歩留まり良く製造される。
【０１３２】
以上、具体例を参照しながら、第１実施形態〜第３実施形態について説明してきた。しかしながら、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。  
例えば、被転写基板は、前記実施形態に限定されるものではなく、被転写基板の構造、材質、サイズなどが変更や選択されても良い。  
また、前記実施形態では、金型の内周面にのみ溝が設けられているが、内周面と外周面の両方に設けられていても良い。また、金型の外周面にのみ溝が設けられていても良い。
【０１３３】
（第４実施形態）  
図１３は、本発明の第４実施形態に係る製造装置の断面図である。  
図１３に示すように、本実施形態における製造装置では、フリーシャンク６の下面と突起１３の上面の直径がワーク（原盤５および被転写基板１）の直径より大きい。そのため、上型９および下型１０の外周面に溝が存在しない場合、フリーシャンク６と突起１３で構成される圧力集中機構Ｋａにより、上型９および下型１０に印加された圧力が被転写基板１の外周部に集中する。
【０１３４】
しかしながら、上型９および下型１０の外周面に溝９ａ、１０ａが存在すれば、外周部に集中した圧力は、これら溝９ａおよび溝１０ａにより上型９と下型１０中心軸側へ向けて分散する。
【０１３５】
なお、この製造装置は、例えば０．８５インチハードディスクのような小径記録媒体などの板状構造体の製造にも適用される。また、被転写基板１の寸法は様々あるが、本発明は、全てのサイズの被転写基板１に対して適用される。
【０１３６】
（第５実施形態）  
ところで、本発明の製造方法は、原盤５と被転写基板１を数十から数百ＭＰａの圧力で押し付けて、原盤５の凹凸パターンを被転写基板１のレジスト膜に転写するナノインプリント工程を備えている。そのため、均一な加圧が確保されていなければならない。すなわち、圧力分布に偏りが無く、原盤５と被転写基板１との相対的なずれ量が極限的に低減される必要がある。
【０１３７】
しかしながら、被転写基板１の基板材料として用いられるガラスディスク基板の表面は、必ずしも高い平坦度が確保されているとは限らず、ある程度の凹凸が存在している。また、上型９および下型１０のプレス面も、ガラスディスク基板と同様に、高い平坦度が確保されているとは限らず、ある程度の凹凸が存在している。
【０１３８】
そこで、本実施形態では、凹凸の存在がナノインプリントに与える影響について検討する。  
図１４は、本発明の第５実施形態に係る上型９と下型１０に加圧された被転写基板１の要部を示す断面図である。  
ここでは、原盤５、上型９、および下型１０が全く凹凸を有しておらず、かつ被転写基板１だけが局所的に２μｍ程度の凸部を有している場合が想定されている。すなわち、被転写基板１には、２μｍの凸部Ｔを設けられている。
【０１３９】
発明者は、この被転写基板１に対して有限要素法を適用し、精度の高い解析モデルを構築した。なお、この解析モデルでは、金型９、１０の材質として、鉄（低炭素鋼）が使用されている。
【０１４０】
解析結果は次の通りである。  
図１５Ａは同実施形態に係る原盤５と被転写基板１との間に発生する圧力分布の特性図であり、図１５Ｂは同実施形態に係る原盤５と被転写基板１との間の相対的なずれ量の特性図である。
【０１４１】
図１５Ａに示すように、原盤５と被転写基板１との間の圧力分布は、１０８  Ｐａ（約１０００気圧）を基準にして−１０％〜＋１７％の範囲で変動している。また、図１５Ｂに示すように、原盤５と被転写基板１とのずれ量は、最大で２８ｎｍとなっている。
【０１４２】
このように、被転写基板１に凸部Ｔがあると、原盤５と被転写基板１との間の圧力分布がばらつき、これらの間に大きなずれ量が発生する。そこで、この問題を解決するために、発明者により、以下に述べる板状構造体の製造方法および製造装置が提案された。これを用いれば、凸部Ｔを持つ被転写基板１であっても、原盤５と被転写基板１とのずれ量が抑制されて、ナノインプリントの精度が大幅に向上する。
【０１４３】
図１６Ａは同実施形態における製造装置の斜視図、図１６Ｂは同実施形態に係る製造装置を一部切欠して示す斜視図である。  
図１６Ａと図１６Ｂに示すように、この製造装置は、上ダイセット７、上プレート８、中心軸に沿って形成された中空部Ｈを有する上型９、２組の均圧作用体３０、中心軸に沿って形成された中空部Ｈを有する下型１０、下プレート１１、及び下ダイセット１２などを備え、上方から油圧プレス機により加圧されるようになっている。
【０１４４】
上ダイセット７は、下ダイセット１２に対して複数本のガイド支柱１４を介して接離自在に取り付けられている。上プレート８は、上ダイセット７の下面に取り付けられ、上プレート８の下面には上型９が支持されている。下プレート１１は、下ダイセット１２の上面に取り付けられ、下プレート１１の上面には下型１０が支持されている。ここでは、前述したフリーシャンク６と突起１３が省略されている。
【０１４５】
この製造装置は、図６に示す一般的な油圧プレス機に取り付けられて使用される。原盤５と被転写基板１は、後述する均圧作用体３０の間に挟まれて加圧される。
【０１４６】
図１７は図１６Ｂの要部を拡大して示す断面図である。  
図１７に示すように、均圧作用体３０は、バッファ層３１と板体３２とから構成されている。すなわち、本実施形態では、上から順に、上ダイセット７、上プレート８、上型９、バッファ層３１、板体３２、原盤５、被転写基板１、板体３２、バッファ層３１、下型１０、下プレート１１、及び下ダイセット１２が積み重ねられている。そして、印加される圧力は、約３２５ｋＮ（３２ｔｏｎ）である。
【０１４７】
バッファ層３１の素材としては、原盤５および被転写基板１よりも柔らかく、厚みが０．５ｍｍ程度の合成樹脂材（例えば、ＰＥＴ樹脂材）の素材が用いられる。板体３２の素材としては、厚みが１．０ｍｍ程度の鉄板（低炭素鋼）が用いられる。
【０１４８】
原盤５と被転写基板１は、先に説明したものと同じ素材で形成されている。ただし、被転写基板１の中央部には、図１４で説明したように、２μｍ程度の凸部Ｔが形成されている。また、上型９と下型１０からなる金型の寸法、形状、材料は、先に説明したものと同じである。
【０１４９】
図１８は、同実施形態に係る金型に対する圧力の印加方法の説明図である。  
図１８に矢印で示すように、圧力は、上ダイセット７と下ダイセット１２の端面の中心軸の近傍にかけられる。これにより、上型９と下型１０に形成される中空部側、すなわち上型９と下型１０の内周面近傍に、圧縮荷重が集中する。これは、プレス面の片あたりによる不安定要因を取り除くために必要な条件である。
【０１５０】
発明者は、原盤５と被転写基板１との間の圧力分布と、原盤５と被転写基板１との相対的なずれ量について、有限要素法を用いて解析した。  
解析結果は次の通りである。
【０１５１】
図１９Ａは同実施形態に係る原盤５と被転写基板１との間に発生する圧力分布を示すグラフ、図１９Ｂは同実施形態に係る原盤５と被転写基板１との間の相対的なずれ量のグラフである。
【０１５２】
図１９Ａに示すように、原盤５と被転写基板１との間の圧力分布は、かなり均一化され、その変動範囲は１０８  Ｐａ（約１０００気圧）を基準にして−４％〜＋８％に収まっている。また、図１９Ｂに示すように、原盤５と被転写基板１とのずれ量は、最大で２２ｎｍに減少した。すなわち、前述の製造方法と製造装置が用いられると、被転写基板１の板厚変動に対するロバスト性のある設計解が得られる。
【０１５３】
次に、前述の構成に至った経緯について説明する。  
前述のように、本出願人は、［特開２００３−１５７５２０号公報］にて、常温インプリンティング技術を提案している。この特徴点は、上型と被転写基板との間に、原盤および被転写基板より柔らかい素材（ＰＥＴ樹脂）からなるバッファ層が介在し、このバッファ層を介して被転写基板に圧力が加されることで、被転写基板の表面に原盤の凹凸パターンが転写される点である。
【０１５４】
被転写基板の板厚が変動している場合、すなわち被転写基板が凸部を持っている場合、圧力が印加されたときに、バッファ層が弾性変形する。すなわち、バッファ層は、圧力を緩和するクッション材として作用し、被転写基板の厚さ変動を吸収する。
【０１５５】
しかしながら、バッファ層の素材であるＰＥＴ樹脂材は弾性係数が小さく、ポアソン比が０．３であるので、軸方向に圧力を受けたときに、軸方向と直角な面方向に拡大しやすい。
【０１５６】
したがって、バッファ層に接触する位置に凸部があると、被転写基板はバッファ層に引きずられて面方向に移動してしまい、原盤と被転写基板との間に相対的なずれが生じる。実際に、原盤と被転写基板との相対的なずれ量は、μｍオーダーの範囲となってしまう。
【０１５７】
このような理由から、前記バッファ層に代えて、上型と被転写基板との間に、軸方向（圧力が印加される方向）には柔軟であり、面方向（軸方向と直交する方向）には剛性が高い構造体が介在していれば、非転写基板の凸部が吸収され、しかも原盤と被転写基板の相対的な位置ずれが抑制されるから、全ての条件が満足される、という結論が導き出された。
【０１５８】
そこで、本実施形態では、上型９もしくは下型１０である金型と、原盤５と被転写基板１であるワークとの間に、均圧作用体３０が介在された。そして、発明者らが解析してみたところ、全ての条件が満足していた。
【０１５９】
図２０Ａは同実施形態に係る原盤５と被転写基板１に圧力が印加されてない状態の均圧作用体３０の断面図、図２０Ｂは同実施形態に係る原盤５と被転写基板１に圧力が印加された状態の均圧作用体３０の断面図である。
【０１６０】
図２０Ａに示すように、上型９と下型１０との間には、加圧される原盤５と被転写基板１がある。被転写基板１は凸部Ｔを備えており、原盤５は凸部を備えていない。上型９と被転写基板１との間には、均圧作用体３０が介在されている。この均圧作用体３０は、上型９側に配置された樹脂材製のバッファ層３１と、被転写基板１側に配置された金属材製の板体３２とから構成される。これらバッファ層３１と板体３２は、重なるように配置されている。板体３２とバッファ層３１との間は接合されていない。また、下型１０と原盤５との間にも、均圧作用体３０が介在されている。この均圧作用体３０は、下型１０側に配置されるバッファ層３１と、原盤５側に配置される板体３２とから構成される。
【０１６１】
以下、凸部Ｔを持つ被転写基板１側だけを対象として説明する。  
上型９に印加された圧縮荷重は、バッファ層３１に伝達され、このバッファ層３１を弾性変形させる。すなわち、弾性係数の小さなバッファ層３１は、図２０Ｂに二点鎖線で示すように、軸方向に縮むとともに、面方向に拡大伸張して、板体３２を介して被転写基板１の凸部Ｔを吸収する。なお、バッファ層３１に伝達された圧縮荷重は、板体３２にかかっている。
【０１６２】
バッファ層３１が面方向に拡大伸張すると、板体３２はバッファ層３１から面方向にずれる力を受ける。しかしながら、板体３２を構成する鉄板（低炭素鋼）は、硬い素材でできており、その縦弾性係数はバッファ層３１を構成するＰＥＴ樹脂材よりも遥かに高い（約１００倍）。したがって、バッファ層３１が面方向に拡大変形しても、接触界面で滑りが生じるので、板体３２が面方向に移動することはない。
【０１６３】
一方、被転写基板１に直接接触する板体３２は、バッファ層３１からの圧縮荷重を受けると被転写基板１の形状に倣って変形するほど薄く形成されており、被転写基板１に対して均一に圧縮荷重を伝達する。被転写基板１の全面に亘って凸部Ｔが存在していても、板体３２は、被転写基板１に対して均一に圧縮荷重を伝達する。なお、このときの板体３２の変形は、「縦方向荷重に対する縮み」ではなく、「板ばねの面外変形」であるので、面方向への伸びが小さい。
【０１６４】
以上のように、原盤５や被転写基板１と接触する板体３２は、上型９と下型１０から圧力が印加されたときにも、面方向に移動することがない。その結果、被転写基板１が面方向へ引きずられて移動することが無くなるから、原盤５と被転写基板１との間に相対的なずれがなく、ナノインプリント工程で要求される全ての条件が満足する結果が得られる。
【０１６５】
なお、被転写基板１に凹部がある場合、もしくは被転写基板１に複数の凹凸がある場合についても、全く同じ作用効果が得られる。そして、被転写基板１に凹凸がある場合に限らず、原盤５側に凹凸がある場合についても、原盤５と下型１０との間に均圧作用体３０が介在していれば、全く同じ作用効果が得られる。また、板体３２の厚さは、板体を構成する材料や被転写基板１の平坦度などの仕様により適宜設定されるものである。
【０１６６】
次に、第５実施形態の変形例に係る製造装置について説明する。  
本変形例では、第５実施形態に係る上型９および下型１０の内周面に、それぞれ前述の溝９ａ、１０ａ（図７を参照）が形成されている。すなわち、本変形例に係る製造装置は、上型９と原盤５あるいは下型１０被転写基板１との間に均圧作用体３０を設ける技術と、上型９および下型１０の内周面に溝９ａ、１０ａを形成する技術とを備えている。
【０１６７】
第１実施形態で説明したように、上型９および下型１０の中空部Ｈの周面に溝９ａ、１０ａが設けられていると、原盤５と平坦な被転写基板１との間に発生する圧力差が１％以下となり、有効であった。
【０１６８】
そこで発明者は、溝９ａ、１０ａと均圧作用体３０とを有する製造装置を用いて、２μｍ程度の凸部Ｔを持った被転写基板１に対する転写実験を行ってみた。
【０１６９】
図２１Ａは同実施形態の変形例に係る製造装置を用いた場合の原盤５と被転写基板１との間に発生する圧力分布を示すグラフであり、図２１Ｂは同実実施例の変形例に係る原盤５と被転写基板１との間の相対的なずれ量を示すグラフである。
【０１７０】
図２１Ａに示すように、圧力分布はさらに均一化されている。したがって、上型９および下型１０に溝９ａ、１０ａを設ける手段と、均圧作用体３０を設ける手段は両立することが確認された。
【０１７１】
（第６実施形態）  
図２２は本発明の第６実施形態に係る製造装置の一部切欠して示す斜視図である。  
図２２に示すように、この製造装置は、上から順に、フリーシャンク６、上ダイセット７、上プレート８、上型９、下型１０、下プレート１１、下ダイセット１２、及び突起１３などを備え、上方から油圧プレス機により加圧されるようになっている。
【０１７２】
上ダイセット７は、下ダイセット１２に対して複数本のガイド支柱１４を介して接離可能に支持されている。上プレート８は、上ダイセット７の下面に取り付けられ、上ダイセット７の下面には上型９が支持されている。下プレート１１は、下ダイセット１２の上面に取り付けられ、下ダイセット１２の上面には下型１０が支持されている。
【０１７３】
本発明における一対のプレス面は、上型９の下面と下型１０の上面とから構成されている。原盤５と被転写基板１は、これら上型９の下面と下型１０の上面との間に挟まれて加圧される。そして、バッファ層３１と板体３２からなる均圧作用体３０は、上型９と原盤５との間にだけ介在されている。
【０１７４】
このように、上型９と原盤５の間にだけ均圧作用体３０が介在していても、この均圧作用体３０は、原盤５もしくは被転写基板１に形成された凹凸を吸収する。すなわち、原盤５および被転写基板１の全面に亘って均一な圧力が印加される。
【０１７５】
また、本発明は前述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１７６】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態に係る磁気記録媒体の製造工程の工程図。
【図１Ｂ】本発明の第１実施形態に係る磁気記録媒体の製造工程の工程図。
【図１Ｃ】本発明の第１実施形態に係る磁気記録媒体の製造工程の工程図。
【図１Ｄ】本発明の第１実施形態に係る磁気記録媒体の製造工程の工程図。
【図１Ｅ】本発明の第１実施形態に係る磁気記録媒体の製造工程の工程図。
【図１Ｆ】本発明の第１実施形態に係る磁気記録媒体の製造工程の工程図。
【図２】同実施形態に係る製造装置の斜視図。
【図３】同実施形態に係る製造装置を図２とは別の方向から見た斜視図。
【図４】同実施形態に係る製造装置の要部を分解して示す斜視図。
【図５】同実施形態に係るフリーシャンクの拡大図。
【図６】同実施形態に係る製造装置をプレスするための一般的な油圧プレス機の正面図。
【図７】同実施形態に係る２．５インチハードディスクを作製するための金型を分解して示す斜視図。
【図８】同実施形態に係る金型に対する圧力の印加方法の説明図。
【図９Ａ】同実施形態に係る製造装置に作用する縦方向に対する応力の分布図。
【図９Ｂ】同実施形態に係る図９Ａの要部拡大図。
【図１０】同実施形態に係る原盤と被転写基板の間に発生する圧力分布を示すグラフ。
【図１１】同実施形態に係る原盤と被転写基板の間の相対的なずれ量を示すグラフ。
【図１２Ａ】本発明の第２実施形態に係る相変化光記録媒体の製造工程の工程図。
【図１２Ｂ】本発明の第２実施形態に係る相変化光記録媒体の製造工程の工程図。
【図１２Ｃ】本発明の第２実施形態に係る相変化光記録媒体の製造工程の工程図。
【図１２Ｄ】本発明の第２実施形態に係る相変化光記録媒体の製造工程の工程図。
【図１２Ｅ】本発明の第２実施形態に係る相変化光記録媒体の製造工程の工程図。
【図１２Ｆ】本発明の第２実施形態に係る相変化光記録媒体の製造工程の工程図。
【図１３】本発明の第４実施形態に係る製造装置の断面図。
【図１４】本発明の第５実施形態に係る上型と下型に加圧された被転写基板１の要部を示す断面図。
【図１５Ａ】同実施形態に係る原盤と被転写基板との間に発生する圧力分布を示すグラフ。
【図１５Ｂ】同実施形態に係る原盤と被転写基板との間の相対的なずれ量を示すグラフ。
【図１６Ａ】同実施形態における製造装置の斜視図。
【図１６Ｂ】同実施形態に係る製造装置を一部切欠して示す斜視図。
【図１７】同実施形態に係る図１６Ｂの要部を拡大して示す断面図。
【図１８】同実施形態に係る金型に対する圧力の印加方法の説明図。
【図１９Ａ】同実施形態に係る原盤と被転写基板との間に発生する圧力分布を示すグラフ。
【図１９Ｂ】同実施形態に係る原盤と被転写基板との間の相対的なずれ量のグラフ。
【図２０Ａ】同実施形態に係る原盤と被転写基板に圧力が印加されてない状態の均圧作用体の断面図。
【図２０Ｂ】同実施形態に係る原盤と被転写基板に圧力が印加された状態の均圧作用体の断面図。
【図２１Ａ】同実施形態の変形例に係る製造装置を用いた場合の原盤と被転写基板との間に発生する圧力分布を示すグラフ。
【図２１Ｂ】同実施形態の変形例に係る原盤と被転写基板との間の相対的なずれ量を示すグラフ。
【図２２】本発明の第６実施形態に係る製造装置の一部切欠して示す斜視図。
【図２３】常温インプリント技術のプレス工程で使用されるプレス機の一部を切断して示す斜視図。
【図２４】常温インプリント技術のプレス工程で使用されるプレス機を用いて、原盤および被転写基板を１０００気圧で加圧したときの圧力分布を示すグラフ。
【図２５Ａ】常温インプリント技術のプレス工程前の原盤と被転写基板を示す断面図。
【図２５Ｂ】常温インプリント技術のプレス工程中の原盤と被転写基板を示す断面図。
【図２６】常温インプリント技術が使用された場合の原盤と被転写基板との相対的なずれ量を示すグラフ。
【符号の説明】
【０１７７】
１…被転写基板、４…レジスト膜（被転写層）、５…原盤、５ａ…凹凸形成領域、９ａ…溝、９…上型、１０…下型、１０ａ…溝、３１…バッファ層、３２…板体。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
2006188040.tif 000007
【図１Ｆ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１２Ｆ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
2006188040.tif 000032
【図１８】
2006188040.tif 000033
【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
2006188040.tif 000036
【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２６】
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